Teoria podobienstwa - modelowanie zjawisk fizycznych

[ELZA]

istnieje pewna teoria umożliwiająca przenoszenie zjawisk ze skali makro na skale duzo mniejsze, nazywa sie teoria podobienstwa.
walkuje temat juz od kilku dni z kermitem w sensie zameczam go o to, czy rzecz moze byc przydatna czy nie.
Sprawa ma sie tak ze publikacji tematycznych jest dosc malo, wydaje mi sie, ze wynika to niestety z tego ze w Polsce pod wzgledem naukowym niczego sie nie bada (w sensie nie badamy lopatek turbin - moze w alstomie badaja ale pewnie maja to zachowane dla siebie jak tworzyc model adekwatny do rzeczywistych realiow, nie badamy tez aerodynamicznie z wiadomych powodow modeli rakiet).
Czemu o tym pisze, caly czas chodza mi po glowie wymiary sekcji testowej tunelu transsonicznego IMP PAN tam sie nie da wstawic dwumetrowej rury z oprzyrzadowaniem trzeba model wykonac, ktory bedzie odzwierciedlal realia w jakich sie poruszamy.
Moze ktos z was cos wie w temacie, urzadzilibysmy tutaj burze mozgow i rozgryzli twierdzenia teorii i znaczenie liczb kryterialnych i innych takich tam
mysle ze z waszym zaangazowaniem w problemy lotow transsonicznych niebawem teoria moze sie mocno przydac, bo komputerowe modelowanie a fizycznie wykonane badania na modelu niekiedy znaczaco sie rozbiegaja.

pzdr
Elka

[ELZA]

dodam ze ja temat znam raczej od strony cieplno - przeplywowej w sensie podobienstwa dynamicznego i tyle co mam na ten temat to okolo 7 stron w wymianie ciepla staniszewskiego :/

[Hack]

Temat ten poruszylem kilka razy na innym forum, bardzo ciekawe zagadnienie.
Moim zdaniem trudniejsze jest odniesienie podobienstw dynamicznych do modelu w skali inzynieryjnej niz symulacja MES , MOS przy pomocy programu obliczeniowego w pelnej skali. Dla rakiet, ktore maja wiele osi symetrii wprowadzenie siatki ksztaltu nie jest bardzo czasochlonne.
Istnieje klikanascie opensours'ow: Z88 (quadratisch praktisch gut, hehe), getFEM, libMesh, freeFEM, YADE, FEniCS, SLFFEA itp.

btw. Lopatki badaja pod ale wzgledem materialowym, istnieja tez badania nad stopami NiCoCrAl i ich ceramicznymi powlokami w Polsce.

[ELZA]

Hack, badania przeplywow na fizycznym modelu moga odbiegac mocno od modelowania ich przy pomocy komputera, przypuszczam tak jak piszesz ze budowa modeli wg TP jest pewnie pracochlonna i kosztowna, stad zapewne zarzucono badania na rzecz modelowania komputerowego.
Mysle jednak ze byćmoze warto wrocic do zrodel, ja jesli chodzi o modelowanie przeplywow mialam do czynienia z Fluentem, jednak bardziej od strony wymiany ciepla znowu bo taki jest profil mojej dzialalnosci studenckiej
i z tego zdazylam wyciagnac wnioski tego typu, ze na dzien dzisiejszy przewaga badan fizycznych nad modelowaniem komputerowym moze lezec w niezbadanych do konca zjawiskach zachodzacych podczas przeplywow turbulentnych, ktorych modelowanie w ogole samo w sobie nastrecza kosmiczne problemy i wymaga poteznych mocy obliczeniowych o ile jest mozliwe w ogole w zadowalajacej skali. Przy wyborze jakiegos tam modelu turbulencji jest wiele znakow zapytania gdy otrzymujesz wyniki obliczen, a bez badan nie masz mozliwosci odniesienia sie do czegokolwiek, stad podejrzewam ze predzej czy pozniej IMP bedzie ludzi z forum goscic bo jak mniemam oplyw takiej rakiety przy predkosciach okolodzwiekowych do laminarnych nie nalezy .
nie ukrywam tez ze chcialabym znalezc kogos kto TP w zyciu wykorzystywal i wie na czym to wszystko polega i z czym to sie je bo temat mnie osobiscie ciekawi z rowniez innych powodow

[kermit]

być może , że tak, pytanie tylko ile to będzie kosztowalo
bo chyba jeden strzał w tym tunelu to nasze wszystkie pensje razem wzięte

[Hack]

Elza, po tym co napisalas nie mam pojecia do czego chcesz wykozystac TP.
Jesli do prowadzenia badan to koszty sa nieporownywalne.
Fluent w prawdzie jest bardzo drogi, licencja roczna dla jednej z uczelni dla kilku modulow przechodzi ludzkie pojecie, ale i tak cena za zoptymalizowane wyniki bedzie mniejsza od metody bazujacej na TP.
Modulowym programem do aerodynamiki jest tez Catia w ktorej powstal projekt aerodynamiki F16,( we Fluencie tez widzialem wyniki tych samych wyliczen zastanawiajac sie czy to forma sprawdzenia wynikow) a ten program mozna na jakis czas sobie "wypozyczyc" w wersji na PC oczywiscie modul aero.

Jesli mogla bys napisac kilka slow o niezbadanych zjawiskach aerodynamiki byl bym wdzieczny bo juz dawno nie jestem na biezaco z nauka. Bez wnikania zbytnio w temat, wiesz zasygnalizowac problemy. Jesli chciala bys proporcje geometryczne dla jakiejs rakiety dla ktorych dynamika bedzie taka sama to w miare mozliwosci pomoge, tylko napisz po co? Jesli chciala bys zaprojektowac swoja rakiete kosmiczna to ja sie pisze na zaloganta:)
Trzyma mnie tu tylko grawitacja;)

pozdr

Chial bym jeszcze dopisac kilka slow. Dla mnie doskonalosc naszych czasow to mozliwosc prostego wykorzystania dorobku innych w spoleczenstwie informacyjnym. To mnie cieszy, pozwala zaspokoic nawet wysokie aspiracje jednostki, stad pogarda dla metod porownawczych i empirycznych, ktore wymagaja wiekszego zaangazowania i wspolpracy miedzy branzami. Sa oczywiscie zadania w ktorych metody doswiadczalne sa prostrze, dotyczy to na przyklad testowania ograniczonej ilosci paliw rakietowych w silnikach.

[ELZA]

być może , że tak, pytanie tylko ile to będzie kosztowalo
bo chyba jeden strzał w tym tunelu to nasze wszystkie pensje razem wzięte

"albo znajdziemy droge, albo sami ja wytyczymy"

[ELZA]

Elza, po tym co napisalas nie mam pojecia do czego chcesz wykozystac TP.

ja osobiscie - do moich badan w zasadzie niezbyt pokrewnych tematowi
ja w kontekscie rakiet i tego co robia chlopaki z RTP powaznie mysle o rozmiarach sekcji testowej tunelu w instytucie maszyn przeplywowych PAN zasadniczo gdyby podywagowac w temacie zamiast dyskutowac na temat wyzszosci metod modelowania komputerowego nad empirycznym moze bysmy do czegos tam wspolnymi silami doszli

Jesli mogla bys napisac kilka slow o niezbadanych zjawiskach aerodynamiki byl bym wdzieczny bo juz dawno nie jestem na biezaco z nauka. Bez wnikania zbytnio w temat, wiesz zasygnalizowac problemy.

znowu od strony cieplno przeplywowej, zasadniczo ruch wirowy - np fascynujace niezbadane efekty pozwalajace na budowe urzadzen o sprawnosci powyzej 120% taki efekt Ranque - hilsh'a przykladowo (wirowe generatory ciepla dla cieczy- wiem nie ten temat, lub rura wirowa dla 'plynow gazowych"), ale to wszystko opiera sie o sprawy cieplne, do ruchu wirowego generalnie, aby rozwiazywac rownania mechaniki plynow (konkretnie Naviera Stokesa) dla przeplywow wirowych w satysfakcjonujacej skali potrzeba gestych siatek dyskretyzujacych, juz dla przeplywow o charakterze przejsciowym gdzie Re wynosi okolo 5 tys obliczenia sa trudne i zmudne, dla rozwinietych przeplywow turbulentnych nie wiem czy ktos probowal, moze tak, ale nadal ma na ekranie irytujace "iterating" od kilku lat i w tej sferze poruszamy sie po omacku dopisujac teorie do praktyki przy pomocy roznych modeli turbulencji, dlatego nadal oprocz modelowania komputerowego we fluencie, Catii czy inszych cudach techniki za ktore rowniez dziekuje postepowi cywilizacyjnemu takie zaklady produkujace np samoloty typu Airbus potrafia stworzyc model w odpowiedniej skali i testowac jego aerodynamike w tunelu, dlatego istnieje wlasnie tunel transsoniczny na PAN i jest wykorzystywany (slychac), gdyby rzeczywiscie metody modelowania komputerowego byly znaczaco lepsze od tych empirycznych do ktorych odnosisz sie z pogarda to by zaniechano tych drugich na korzysc pierwszych.
odpowiedz jest prosta, komputerowo mozna zamodelowac szybko, tanio, mozna zamodelowac WSZYSTKO, moj gosc od PKM zwykl mowic ze komputer jest takim samym idiota jak czlowiek ktory przy nim siedzi ale powiedzmy sobie ze nie rozmawiamy tutaj o tym poziomie uzytkownikow kompow.
generalnie w praktyce wyglada to tak:

• projekt
• modelowanie komputerowe
• prototyp (tutaj czesto znajduja swoje zastosowanie techniki szybkiego prototypowania)
• testy - badania (o powtarzalnych wynikach)

stad mysle ze temat modelowania fizycznego jest tematem otwartym
przy predkosciach okolodzwiekowych istnieje spore prawdopodobienstwo utraty rakiety wraz z elektronika, to niesie ze soba rowniez spore straty finansowe, a badania w odtwarzalnych warunkach na modelu podobnym w odpowiedniej skali dadza odpowiedz na mnostwo pytan.
mysle ze tak to sie wlasnie skonczy predzej czy pozniej - na testach dla ktorych zywisz pogarde
a uwazam tak, poniewaz metody komputerowe to nie jest aternatywa dla empirycznych, to jest zwyczajnie pewien etap odsiewu rozwiazan, ktore nie sa w stanie sprostac nawet zgrubnie stawianym warunkom, co pozwoli nastepnie w testach - badaniach ograniczyc ich koszt i skupic sie na konkretach.

szczerze, niebawem mam nadzieje obronie sie na specjalnosci "komputerowe wspomaganie inzynierii produkcji" i te dwa lata studiow na tym kierunku jedynie utwierdzilo mnie w przekonaniu, ze modelowanie komputerowe a powtarzalne doswiadczenia na modelu to zwyczajnie dwa etapy drogi do pelnego sukcesu.

wracajac do tematu TP nawet nie wiemy ze sie w niej caly czas poruszamy, Ma Re, to liczby kryterialne, ja przyznaje sie jestem z tego zielona, ale mam chec zglebienia zagadnienia, wiem ze jest niewiele osob ktore sie tym zajmuja, ktore maja o tym pojecie i moga sie swoja wiedza podzielic w przystepny sposob, jest szansa ze daloby sie stworzyc tu w tym temacie taki manual do TP napisany w przystepny ludzki sposob, bo to co ja posiadam jest pisane tak dramatycznym jezykiem ze to ciezko ogarnac.

pozdrawiam
Elka

ps: ja nie chce modelowac komputerowo, od tego specjalistow jest sporo, ja chce zrozumiec teorie podobienstwa bo jest to jedyna teoria ktora pozwala na tworzenie adekwatnych modeli zjawisk, a dzieki wlasnie zachwytom nad komputerami zaniechano mocno jej nauczania i stosowania, co uwazam osobiscie za spory blad, wiec Hack od czego zaczynamy?
moze ja przynosze swoja knige i zaczniemy od podstaw?

[ELZA]

zasadniczo mozna by po ogarnieciu tematu stworzyc projekt wykonawczy takiego prototypu testowego - co ty na to kermit?
bylby na papierze i czekal na swoje "5 minut"
to jak wytyczamy ta "analogowa" droge

[rafciodz]

Witam,
Przyznam, że czytam wątek z niezwykłym zainteresowaniem. O teorii słyszałem tyle co od czasu do czasu gdzieś, ktoś coś wspomniał.
Bardzo fajnie, że pojawił się temat u nas. Dla przybliżenia tematu i wbicia podstaw nam do głów ( zwłaszcza mi ) prosiłbym o opisanie teorii tutaj, lub w naszej lokalnej Wikipedii ( nikt się chyba nie pogniewa ). O ile znajdziecie na to czas.